脫硫廢水因 “高鹽、高硬、高污染” 特性,成為工業(yè)廢水治理的 “硬骨頭”。其處理過程中,結(jié)垢堵塞、重金屬去除不徹底、高氯離子處置三大難題,長期制約工藝效率與成本。本文結(jié)合研究與工程實踐,解析針對性技術突破路徑。
一、結(jié)垢難題:從 “被動清洗” 到 “主動預防”
問題本質(zhì):廢水中 Ca²?、Mg²?、SO?²?濃度高,在膜表面或蒸發(fā)設備內(nèi)壁形成硫酸鈣(Ksp=4.93×10??)、氫氧化鎂(Ksp=5.61×10?¹²)垢層,導致設備效率下降 30%~50%。
技術突破:
1.精準軟化與納米晶預處理
在二級軟化階段引入在線鈣鎂離子監(jiān)測儀,實時調(diào)整 Na?CO?與 NaOH 投加量,確保 Ca²?<30 mg/L、Mg²?<10 mg/L。
采用納米晶防垢技術(如 TAC 納米晶裝置),使水中成垢離子形成納米級晶體,失去結(jié)晶能力,延緩膜污染周期至 90 天以上。
2.抗垢材料與流道優(yōu)化
蒸發(fā)器換熱管選用超級不銹鋼(如 254SMO,耐氯離子濃度 > 20,000 mg/L),膜組件采用螺旋卷式結(jié)構 + 湍流促進器,減少死水區(qū)結(jié)垢。
開發(fā) “脈沖式反沖洗” 工藝,對 RO 膜定期進行 30 秒高壓水反沖,結(jié)合低頻超聲波振動,使膜通量恢復率提升至 95%。
二、重金屬去除:從 “單一沉淀” 到 “協(xié)同凈化”
問題癥結(jié):廢水中部分重金屬以絡合態(tài)存在(如 EDTA-Fe³?、腐殖酸 - Cu²?),常規(guī)氫氧化物沉淀法難以去除,且硫化物投加過量易產(chǎn)生 H?S 氣體污染。
技術創(chuàng)新:
1.氧化破絡 + 梯度沉淀
對含絡合態(tài)重金屬的廢水,先投加次氯酸鈉(NaClO)或芬頓試劑(H?O?+Fe²?),通過氧化反應斷裂絡合鍵,使重金屬離子游離化。
采用 “三級 pH 調(diào)節(jié)”:先調(diào)至 7~8 去除 Fe³?,再調(diào)至 9~10 去除 Cu²?、Zn²?,調(diào)至 11~12 去除 Ni²?、Cd²?,確保各重金屬去除率均 > 99%。
2.新型螯合劑與吸附材料
研發(fā)高選擇性螯合劑(如雙硫腙改性聚合物),對 Hg²?的絡合常數(shù)(logK>18)較傳統(tǒng) DTCR 提升 3 倍,用量減少 50%。
引入磁性納米顆粒(Fe?O?@殼聚糖)吸附技術,利用磁場快速分離吸附劑,對痕量重金屬(如 Hg²?<0.001 mg/L)的深度去除效果顯著。
三、高氯離子處置:從 “末端處理” 到 “分鹽資源化”
核心挑戰(zhàn):Cl?濃度過高(>20,000 mg/L)時,膜法脫鹽效率下降,蒸發(fā)結(jié)晶能耗劇增,且結(jié)晶鹽易因含重金屬淪為危廢。
破局路徑:
1.分鹽技術升級
采用 “納濾分鹽 + 冷凍結(jié)晶” 組合工藝:納濾膜分離 SO?²?與 Cl?,濃水側(cè)(SO?²?為主)經(jīng)冷凍結(jié)晶析出十水硫酸鈉(芒硝),純度 > 98%,可用于玻璃、造紙行業(yè);產(chǎn)水側(cè)(Cl?為主)通過 RO 進一步濃縮,MVR 蒸發(fā)得到工業(yè)級氯化鈉。
2.濃鹽水梯級利用
對 Cl?濃度 10,000~20,000 mg/L 的 RO 產(chǎn)水,回用于電廠除灰系統(tǒng)或煤場噴淋,避免進入蒸發(fā)單元;濃水(Cl?>50,000 mg/L)再進行蒸發(fā)結(jié)晶,減少蒸發(fā)量 30% 以上。
3.結(jié)晶鹽純化與標準建設
開發(fā) “溶析結(jié)晶 + 重結(jié)晶” 工藝,通過調(diào)節(jié)溶劑濃度去除夾帶的重金屬,使 NaCl 純度從 95% 提升至 99.5%,滿足《工業(yè)鹽》一級標準。
推動行業(yè)制定《脫硫廢水結(jié)晶鹽資源化利用技術規(guī)范》,明確重金屬浸出、純度等指標,打通結(jié)晶鹽綜合利用渠道。
脫硫廢水處理的核心難點,本質(zhì)是水質(zhì)復雜性與處理目標嚴苛性的矛盾。通過 “預防結(jié)垢 — 精準除重 — 分鹽利用” 的技術創(chuàng)新,結(jié)合材料、設備、工藝的多維度突破,可有效降低處理成本、提升資源回收率。未來,隨著膜材料、高效蒸發(fā)設備、智能化控制系統(tǒng)的持續(xù)研發(fā),脫硫廢水將從 “難處理” 走向 “易循環(huán)”,為工業(yè)綠色發(fā)展提供關鍵支撐。